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電子元器件行業(yè)晶振的一般知識和質(zhì)量控制

來源:http://ljnshy.cn 作者:帝國科技 2012年06月29
 帝國科技知識共享電子元器件行業(yè)晶振的一般知識和質(zhì)量控制:
 
 1. 晶振的作用是產(chǎn)生時鐘信號,晶體諧振器與其它器件共同組成晶體振蕩器。
 2.晶體諧振器,要達到穩(wěn)定性好,要求串聯(lián)諧振電阻既要小又要一致性好,同時激勵功率變化帶來的阻抗變量越小,晶體的諧振點容易一致,這樣外圍電路調(diào)試比較容易,使產(chǎn)品更穩(wěn)定,那么具體如何實現(xiàn)呢?第一,用Q值(Q值是等效電路中動態(tài)臂諧振時的品質(zhì)因數(shù),振蕩電路所能獲得的最大穩(wěn)定性直接與電路中晶體的Q值相關(guān)。Q值越高,晶體帶寬越小,電抗值變化越陡,外部電抗對晶體影響越小)高的水晶材料,能降低串聯(lián)電阻,同時控制膠量的勻稱性;第二,要求生產(chǎn)車間凈化程度很高,能減少本體之外的灰塵附著物帶來的干擾,降低阻抗變量;第三,成品測試將并聯(lián)諧振電阻和DLD值(功率改變引起的阻抗變量)控制在相對更小的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)經(jīng)驗及晶體本身的特性總結(jié)出:第一,在使用過程中,外圍匹配電容(包括雜散電容)愈接近晶體標稱電容,電路形成的振蕩頻率愈接近標稱頻率。電路的穩(wěn)定性由晶體本身和外圍電路共同決定,最佳電路應(yīng)讓工作頻率高與標準頻率8PPM左右,因為頻率每年都要下降3PPM左右即年老化率,這樣才能保證電路中振蕩頻率在5年內(nèi)準確度很高;第二,晶體在使用中還要具有一定的溫度穩(wěn)定性和抗震性及可焊性,如何實現(xiàn)?1)提高晶片加工精度,降低晶體封閉殼中氮氣的露點,通過高低溫測試試驗;2)生產(chǎn)上,用優(yōu)質(zhì)膠,點勻和及時烤膠,檢查剔除有崩邊的晶片,通過跌落和機械振動測試(100-20000G)試驗,提高包裝保護;3)同時增加240±10℃和5S條件下的耐高溫測試。
4.晶體振蕩器分直插(DIP-14,DIP-8)和SMD貼片。直插式的一般為非三態(tài)線路,有需求可選三態(tài)規(guī)格,SMD式的為三態(tài)線路輸出。在使用中DIP系列1#角在無特殊說明時為斷開的,靜電對DIP破壞性較小。SMD系列1#角內(nèi)部相連,外接時需斷開,靜電對其破壞最大,容易擊穿IC,須作靜電保護;另外,SMD系列晶振在焊接過程中不要溫度過高,時間過長,一般控制在260℃±5℃,少于5秒。還應(yīng)注意SMD晶振兩側(cè)有的會有DLD測試線,焊接時不能與任意焊點相連。晶振在使用中電壓分5V,3.3V,1.8V等不能兼容,否則會不穩(wěn)定。
5.隨著石英晶振的被廣泛應(yīng)用到各種高端設(shè)備中,對其要求也越來越高,壓控晶體振蕩器(VCXO),溫補晶體振蕩器(TCXO)及恒溫晶體振蕩器(OCXO)的需求逐步上升。VCXO是可以利用電壓變化來調(diào)整輸出頻率。(VT-TCXO壓控溫補振蕩器)TCXO是包含一個溫度感應(yīng)電路,在溫度發(fā)生變化是調(diào)整輸出頻率,是輸出的頻率隨溫度變化的偏差降低了,從而使其在一定的溫度范圍內(nèi)保持較高的頻率穩(wěn)定度,一般精度要求在0-3PPM之內(nèi)的做成這種。OCXO具有更高的穩(wěn)定性,而且有更低的相位噪聲,精度更高,它是通過內(nèi)部的恒溫槽維持晶體溫度的穩(wěn)定。
晶振的檢驗技術(shù)和質(zhì)量控制
(一)表晶,常規(guī)標準頻率誤差是+/-20PPM,阻抗是30-40KΩ,但我們實際檢驗控制為:Φ3*8分為A:±5PPM /15KΩ;B:±10PPM /15KΩ;C:±15PPM /18KΩ
     Φ2*6(32.768K)分為A:±5PPM /25KΩ;B:±10PPM /28KΩ;C:±15PPM /30KΩ
客戶可以根據(jù)需求選擇表晶,要求高的可以選擇誤差和阻抗小的,如A或B。
 (二)晶體諧振器:常規(guī)標準是頻率+/-30PPM,加嚴控制為+/-20PPM阻抗因頻率不同而變,2007年以前:A表格,今天參數(shù)控制是B表格所顯示的:
A表格                                                                                          
49S晶體
49U晶體
頻率
阻值
頻率
阻值
3.579545M /4M
≤120Ω
1.8432M
≤500Ω
4.1M~5M
≤90Ω
2M
≤300Ω
5.1M~8M
≤60Ω
2.4576M
≤150Ω
8.1M~10M
≤50Ω
3M/3.2768M
≤120Ω
10.1M~12M
≤40Ω
3.579545M
≤90Ω
12.1M~30M
≤30Ω
4M
≤80Ω
30M以上
≤30Ω
4.1M~6M
≤60Ω
48M(泛音)
80-100
6.1M~7M
≤50Ω
 
 
8M~10M
≤40Ω
10.1M~20
≤30Ω
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 B表格
49S晶體
49U晶體
頻率
阻值
頻率
阻值
3.579545M
≤95Ω
1.8432M
≤300Ω
3.6864M
≤80Ω
2.097152M
≤200Ω
4.000M/4.032M
≤80Ω
3.072M
≤90Ω
4.096M
≤75Ω
3.200M
≤60Ω
4.433619M
≤70Ω
3.579545M
≤65Ω
4.8970M
≤65Ω
4M
≤40Ω
5.000M
≤60Ω
5.000MM
≤30Ω
5.350M
≤50Ω
6.000M
≤20Ω
6.000M
≤40Ω
6.144M
≤20Ω
6.9567M-10M
≤30Ω
10.000M
≤20Ω
10.6M
≤20Ω
11.0592M
≤15Ω
10.8M
≤25Ω
15.360M
≤12Ω
11.0592M
≤25Ω
18.432M
≤10Ω
12.000M-18.432M
≤15Ω
20.000M
≤10Ω
20.000M-24.576M
≤12Ω
 
 
25.000M-27.2M
≤10Ω
 
 
28.224M
≤11Ω
 
 
28.322M
≤12Ω
 
 
30.000M-36.864M
≤15Ω
 
 
37.998M
≤20Ω
 
 
38.897M
≤20Ω
 
 
48.000M
≤45Ω
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
此外,單單要嚴格要求這些參數(shù),還是不夠的,我們在其他參數(shù)包括DLD值,Q值等等,對這些參數(shù)我們通過權(quán)威檢測儀器250B進行檢測和控制,確保客戶可以用到質(zhì)量最好的晶體器件。
SMD系列不在一一列舉。
(三)石英體振蕩器:這種產(chǎn)品的在控制上我公司更是相當?shù)膰栏瘢瑢γ恳豁梾?shù)都要求是最高的,所有產(chǎn)品參數(shù)我們都會用PRA1020測試儀器進行測試控制。另外除了對行業(yè)參數(shù)所控制的范圍,進行加嚴控制,我們還會進一步增加更為全面的測試要求,比如一般的標準電壓是5V或是3.3V,除了要在標準電壓下保證誤差,參數(shù)正常,我們還會在上下限電壓進行參數(shù)測試,5V晶振會測到4.5V和5.5V電壓下的頻率誤差,3.3V晶振會測到2.97V和3.63V電壓下的頻率誤差,同時控制其一致性,現(xiàn)場觀看測試過程及測試數(shù)據(jù)表。不同客戶不同要求,客戶可以直接觀看篩選過程。
另外,為了追求晶振的高穩(wěn)定性,我們對晶振還要進行抗震性和溫度的電性能測試,在公司備有專業(yè)的高低溫沖擊測試箱,可以進行冷熱溫度沖擊,測試晶振的耐溫能力;有抗沖擊實驗設(shè)備—LD振動臺,對晶振的抗震性進行試驗測試。我們還將準備增設(shè)帶電工作高低溫48小時老化控制設(shè)備。我們公司的宗旨就是把我們帝國的產(chǎn)品做到精益求精,實現(xiàn)滿足客戶的高質(zhì)量的要求,讓帝國晶振真正成為客戶首選。

     作者:帝國科技
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